7 橡胶弹性.pptVIP

* ②对自由链端，封闭的链圈的修正 有一端固定在交联点上，另一端是自由端的自由链端，或者封闭的链圈．对于弹性是没有贡献的。 考虑每个线型分子链交联后都有两个末端形成自由链，因此单位体积中有效链的数目应为 则: 交联前橡胶的数均分子量 * ③物理缠结和体积变化修正 物理缠结的贡献 交联橡胶在形变时是要发生体积变化的，需要进行修正。 * ④仿射变形的修正 交联网的变形不是仿射变形，特别是在较高的应变下。 一般交联点的波动要使模量减小 作为一种简单的改正，在式中引入一个小于1的校正因子A? * ⑤ 溶胀校正 交联网在被溶剂溶胀后，网链密度降低，末端距增加，从而使弹性下降 溶胀后干胶体积分数 溶胀试样的拉伸比 * 当橡胶发生形变时，外力所做的功一定储存在变形的橡胶中，因此，唯象理论仍以储能函数为基本出发点，而储能函数必然是形变的函数，即 Mooney作了以下两个假设： 1）橡胶是不可压缩的，在未应变时是各向同性的 2）简单剪切形变的状态方程可由虎克定律描述 6.4 唯象理论（一般了解） * * Mooney-Rivlin方程 对于单轴拉伸可得出 式中C1和C2是常数，无明确的物理意义 如果与统计理论对比， C1与弹性模量有关，而C2则可作为对统计理论偏差的一种量度。 以 对1/?作图应得到一斜直线，截距为2 C1 ，斜率为2 C2。而按统计理论得到的关系式得到应是一水平线。 实验事实证明，当拉伸比在1到2之间， Mooney方程更好地描述了橡胶弹性模量的伸长比依赖性。 * 6.5 橡胶弹性的影响因素 1、交联与缠结效应 表征交联网结构的参数 网链的总数N 网链密度(即单位体积中的网链数)N1＝N/V。 交联点数目? 交联点密度? /V。 网链的平均分子量Mc 结构参数间的相互关系 * 模型交联网的制备 由未加控制的方法制备的交联网的结构一般是高度无规的，其交联点的数目和位置基本上是未知的，并且含有对弹性没有贡献的端链和封闭链圈。 J．E．Mark等人以带有羟端基的PDMS为原料，用多功能团硅烷进行末端联结，成功地制备了交联点官能度从3到11的PDMS交联网。 * 弹性模量与其结构的关系 模量2Cl随交联点功能度?的增加而升高，2C2随?的减小而增加,这是非仿射变形引起的对统计理论的偏差的反映。 永久缠结点起附加交联作用，使模量提高． 结晶性聚合物中现察到的模量在高伸长时的上升主要是由于应变诱发结晶引起的；而在非晶模型交联网中，主要是由于非高斯效应所致． * 2、溶胀效应： 溶胀过程包括两部分： 溶剂力图渗入聚合物内部 高分子网受到应力产生弹性收缩 溶胀平衡：两种作用相互抵消。 此时： 推导出溶胀平衡关系式： 其中： :网链平衡分子量， Vm,l：溶剂摩尔体积 Q：试样溶胀前后的体积比。 * 3、交联网极限性质与结构的关系 极限性质主要是指极限强度、最大伸长率和断裂行为，它们是橡胶材料使用性能中的最重要的指标 ①结晶性交联网的应变诱发结晶作用，可引起应力应变曲线的急剧升高，有利于提高其极限性质。 ②端链对橡胶弹性没有贡献，对极限性质不利。 ③增强填料，可使材料拉伸强度，耐磨性提高，如碳黑。 * 增强机理 ??填料粒子的活性表面能与高分子链形成交联结构，当其中一根高分子链受到应力时，可以通过交联点分散到其他高分子链上，即使某一根高分子链断裂，其他链照样可以承受应力，而不至于危及整体?? 纳米粒子组成链聚集体（Nano Chain Aggregates, NCAs）。组成链聚集体的粒子之间以范德华力相连，每个粒子可视为一个链段。在拉伸条件下，相连粒子分离并被拉开，增加了系统的自由能。当拉力放松时，由于范德华力作用，使NCAs结构重新形成。 * * * * * 热塑性弹性体TPE 热塑性弹性体：是一种兼有塑料和橡胶的特性，在常温有橡胶高弹性，在高温下又能塑化成型的高分子材料。称为第三代橡胶。 嵌段型共聚物：如：SBS、热塑性聚氨酯等。 与传统橡胶相比：弹性较差、压缩永久形变大、热稳定性较差、密度较高、价格昂贵。 共混型的TPE：乙丙橡胶＋PP 嵌段型相比：设备投资少、制备工艺简单、性能可调幅度大、成本低。 制备方法：简单机械共混、部分动态硫化共混、动态硫化共混。 * * * * * 一、改善高温耐老化性能，提高耐热性 硫化的橡胶具有交联的网状结构，除非 分子链断裂或交联链破坏，否则不会流 动的，硫化橡胶耐热性似乎是好的。但 实际硫化橡胶在120℃已难以保持其物理 机械性能，170~180℃